企業(yè) Model 3 特斯拉

一體鑄造這個餅，特斯拉畫不下去了

汽車公社 2024-05-13 20:38

2018年年底的一天，在帕洛阿爾托，馬斯克坐在特斯拉工程總部的辦公桌前，把玩著一個 Model S的玩具車模，它看起來就像是真車的微縮版。當(dāng)馬斯克把它拆開后，發(fā)現(xiàn)里面甚至有一套懸掛系統(tǒng)，但整個車底被壓鑄成了一整塊金屬。在當(dāng)天的團(tuán)隊會議上，馬斯克拿出了這輛玩具車，把它放在白色的會議桌上，他問：為什么我們不能這樣做？

上面這段頗富戲劇性色彩，仿佛來自國產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)爽文的情節(jié)，實際載于去年出版的《埃隆·馬斯克傳》，由美國著名傳記作家沃爾特·艾薩克森執(zhí)筆。

傳記的描述，難免涉及美化和夸張。但有一點是可以肯定的，自從2020年9月特斯拉官方正式宣布，當(dāng)時最新的Model Y車型將開始采用一體式壓鑄法來生產(chǎn)后車身底板總成，并且未來還將大幅度推進(jìn)壓鑄技術(shù)在特斯拉品牌汽車上的使用以后。全球汽車行業(yè)在經(jīng)歷了短暫的迷茫以及混亂期后，開始迅速跟進(jìn)。

一時之間，壓鑄工藝似乎成為了汽車制造技術(shù)未來的主要方向，歐洲、日本、美國乃至于本土車企，紛紛上馬壓鑄技術(shù)。

大件壓鑄機(jī)的標(biāo)志性數(shù)據(jù)是鎖模力，即壓鑄機(jī)為克服金屬液體注入型腔后熔體對模具的漲開力，施加給模具一股鎖緊力。一般越是大的模具，需要的鎖模力越強(qiáng)。自從2020年，力勁科技子旗下子公司意德拉專為特斯拉開發(fā)了鎖模力達(dá)到6000噸的“Giga Press”以后，海內(nèi)外的主機(jī)廠競相追逐，不斷下單更為強(qiáng)大的壓鑄設(shè)備。

安裝壓鑄機(jī)的鎖模力，也一路越過7000噸、8000噸和9000噸幾個節(jié)點，水漲船高到了小米汽車用于生產(chǎn)SU7車型底盤大型總成件的9100噸“鋼鐵巨獸”。甚至在今年年初，小鵬汽車也宣布了其采購的12000噸級壓鑄機(jī)，已安裝到位并已經(jīng)啟動生產(chǎn)。

然而這股由特斯拉帶動的行業(yè)風(fēng)向，在這個5月初卻突然就變了。

勞動節(jié)期間，當(dāng)“Tesla Even Gives Up On Next-GenGigacasting”（特斯拉甚至放棄了下一代一體式鑄造）的標(biāo)題出現(xiàn)在美國媒體的版面上的時候，想必很多人會感覺到蒙圈。因為就在去年3月1日的特斯拉投資者日上，才剛剛宣布了更為激進(jìn)的“開箱工藝”（Unboxed Assembly Process），宣布要將生產(chǎn)成本進(jìn)一步降低50%，同時將工廠空間減少40%。而其根本，便是一體化壓鑄工藝2.0版，即生產(chǎn)更加大尺寸的一體化鑄件。

那么，究竟發(fā)生了什么，導(dǎo)致“世道”這么快就開始陡然而變了呢？

壓鑄機(jī)“軍備競賽”

將超過七十個零件合為一，可將“后地板”總重量降低30%，整車制造成本降低了40%——2020年9月，當(dāng)特斯拉正式官宣Model Y將采用一體式壓鑄技術(shù)生產(chǎn)后地板總成的時候，這樣解釋該工藝帶來的優(yōu)點。

早在2019年特斯拉宣布最新的Model Y車型的同時，特斯拉就不斷地通過各種明的暗的渠道，向其投資人乃至于外界透露，將在這款重要車型上“首創(chuàng)采用一體壓鑄式設(shè)計”。

毫無疑問，更高的產(chǎn)能與更低的成本，是汽車產(chǎn)業(yè)乃至于全球制造業(yè)，自誕生起自始至終的追求。所以為了實現(xiàn)這一點，特斯拉甚至犧牲了Model Y與Model 3的通用性。即便前者是以后者底盤為基礎(chǔ)，開發(fā)姐妹車型。

但即便如此，整個過程以現(xiàn)在的視角看，仍舊堪稱艱辛。

從2019年末，首次對外界放出風(fēng)聲起（實際試制應(yīng)該早于此），一直折騰到2021年上半年，技術(shù)攻關(guān)的周期超過一年時間，才總算基本解決了大型壓鑄設(shè)備的部署、全工藝流程問題，乃至于合格率達(dá)標(biāo)以及產(chǎn)能問題。而此前曾有消息稱，在試制壓鑄件早期，合格率甚至低于四成。

若非執(zhí)著于這項工藝，特斯拉目前最具競爭力的車型Model Y，實際可以在2019年內(nèi)實現(xiàn)交付，而不至于在官宣之后拖沓一年之久。至于產(chǎn)能爬坡，更是不必拖延至2022年初。

總算當(dāng)時，在得到中國本土純電汽車產(chǎn)業(yè)鏈加持后，特斯拉在純電汽車的賽道上具有全球頂流實力，領(lǐng)先所有對手很大一截。所以最終才能有驚無險地走完了整個流程。

而Model Y的成功，也令所有有志于汽車制造的企業(yè)，似乎看到了新技術(shù)的曙光。上文提到過的壓鑄設(shè)備“競賽”，也大致始于2022年末。

根據(jù)專業(yè)人士估算，要實現(xiàn)緊湊型車輛整個車身底部一體化壓鑄，壓鑄機(jī)的鎖模力需要至少16000噸，小鵬汽車于今年年初啟用的12000噸設(shè)備還尤為足夠。

當(dāng)然這在今天的中國設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)面前，似乎也不算什么大事，畢竟在去年12月就曾爆出過新聞稱，哪吒汽車與力勁集團(tuán)簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，計劃共同研制具備超20000噸鎖磨力的壓鑄設(shè)備。該設(shè)備一旦交付，理論上可以一次性加工中型車尺寸的底盤構(gòu)件。

代價又是什么？

實際上，一體化壓鑄技術(shù)看似能大幅度節(jié)約車企的生產(chǎn)成本，但其初始投入?yún)s非常地高。除去對應(yīng)的開發(fā)成本，以及投入巨資購買造價不菲的大型壓鑄機(jī)之外，企業(yè)同時還要負(fù)擔(dān)開發(fā)和采購壓鑄模具，配套對應(yīng)的熔煉爐的成本。

而壓鑄本身，還只是整個工藝的開端部分。在粗坯從壓鑄設(shè)備中取出后，尚需專門的冷卻設(shè)備、拾取以及轉(zhuǎn)運(yùn)裝置，以及對應(yīng)的修邊機(jī)械乃至于專用的噴涂工藝來進(jìn)行后續(xù)的工序配套。

實際這就是開發(fā)了一整套新的工藝，并且弄了對應(yīng)的生產(chǎn)線。

而即便如此，一體化壓鑄在許多方面上仍舊無法和傳統(tǒng)工藝相比。甚至特斯拉也一貫延續(xù)“美系糙車”傳統(tǒng)風(fēng)格，其鑄件常常讓人有一言難盡的感覺。

特斯拉官方就曾經(jīng)“大大方方”地展示過一套Model Y采用壓鑄方式生產(chǎn)的后車身底板總成件，并與采用焊接工藝制作的Model 3同類部件進(jìn)行對比?？催^之后，只能說是令人深刻地領(lǐng)悟了什么叫“沒有對比就沒有傷害了”了。

首先是鑄件在精度上，根本無法與沖壓件相提并論。前者的誤差往往達(dá)到毫米級，而現(xiàn)代汽車沖壓工藝，卻能把誤差控制在10絲的范圍。

此外，鑄造工藝通常也難免存在氣泡，而氣泡一旦集中出現(xiàn)在某個區(qū)域勢必導(dǎo)致鑄件產(chǎn)生脆弱區(qū)。而為了能有效檢測出這種缺陷，工廠也只能祭出X射線來進(jìn)行探傷。但這就意味著要在車間里建一個專門檢測用的房間，非常地麻煩而且費(fèi)事。

此外為了增加鑄件的強(qiáng)度，通常會在鑄造完成后再進(jìn)行熱處理。但這樣一來，熱脹冷縮也是免不了的，勢必使鑄件原本就不好的精度問題更加嚴(yán)重。為此特斯拉專門研發(fā)了免熱處理的專用鋁合金，不需熱處理，鑄造完成即可達(dá)到一定的強(qiáng)度。但這樣雖然可以提高良品率，但畢竟只是“一定的強(qiáng)度”……

所以說到這里，各位應(yīng)該明白特斯拉的工程師在那一年多時間里，都在折騰些什么事情了。采用壓鑄技術(shù)到底是不是馬斯克的一個問題姑且不論，但為了實現(xiàn)這個“夢”，工程師團(tuán)隊確實是被折騰得夠嗆，而且很多時候也被迫進(jìn)行了大量的技術(shù)妥協(xié)。

比如上面這個免熱處理的問題，最后為了確保鑄件的強(qiáng)度有足夠的冗余，采取的折中便是多下點料，結(jié)果導(dǎo)致了起初在減重上畫的餅，被還回去了相當(dāng)?shù)囊徊糠帧?/span>

那么是不是壓鑄件就一定做不好呢？其實也未必。

比如去年7月，筆者在參加一汽集團(tuán)成立七十周年紀(jì)念時，看過其展示的經(jīng)由8000噸壓鑄機(jī)加工的車身底板總成。其幾乎能做到不亞于焊接加工的同類總成件的水準(zhǔn)。

此外，極氪副總裁趙春林就曾在其個人社交媒體賬號，吐槽過特斯拉出品鑄件的品質(zhì)。吐槽非常地不留情面，但秀出對比圖后顯然也只是實話實說了。

當(dāng)然，無論一汽集團(tuán)還是極氪品牌，暫時都沒有哪款車的月產(chǎn)量是能夠和特斯拉的Model Y相比擬的?？紤]到壓鑄技術(shù)本身的特性，特斯拉實際應(yīng)該是通過大量的生產(chǎn)實踐，在滿足基本技術(shù)指標(biāo)的同時，找到了一個相對最合理又經(jīng)濟(jì)的品控標(biāo)準(zhǔn)點。

有瑕疵，但可以正常使用，也不至于影響安全。所以在特斯拉車主中間，也有了“我買的車有瑕疵，所以它是正版特斯拉”這樣的自嘲。

由于積存的訂單逐漸耗盡，整體盈利預(yù)期變差，馬斯克在4月的時候宣布了特斯拉全球裁員10%的決定。部分高管，也被“勸退”甚至直接遭到解雇，其中不乏跟隨其十年之久者。

而美國汽車數(shù)據(jù)與咨詢企業(yè)CaresoftGlobal認(rèn)為，特斯拉正面臨著短期資金壓力。而暫時停止擴(kuò)大一體化壓鑄工藝的運(yùn)用，將可以避免短期內(nèi)投入過多難以短期收回的資金。因為想要實現(xiàn)整車底盤件的鑄造，對于特斯拉而言需要配備至少20000噸級的超級壓鑄機(jī)?？梢韵胂?，增購這樣的設(shè)備需要動用多少資金。更何況，目前也尚未解決整體壓鑄時面臨的諸多技術(shù)問題。

更重要的是，消費(fèi)者們也已經(jīng)逐漸從之前幾年的熱潮中緩過勁來，甚至已經(jīng)逐步意識到一體化壓鑄技術(shù)并不會提供給大家更為優(yōu)秀的汽車，其唯一的價值是降低車企的生產(chǎn)成本。然而關(guān)鍵的是，在諸多因素交織之下，特斯拉目前卻很難再度大幅度下調(diào)車價了……

此外，車型老化的問題也正成為特斯拉的隱憂。畢竟Model 3已經(jīng)是一款發(fā)售于8年前的老車，甚至Model Y都已經(jīng)發(fā)布了5年有余，而只有前者于去年進(jìn)行了一次中期改款，主要變化是改了改大燈。消費(fèi)者逐漸對其厭倦，也是可以理解的。